行為導(dǎo)向教學(xué)在“電氣控制與PLC”課程教學(xué)中的應(yīng)用

黃知超

【摘要】本文主要研究行為導(dǎo)向教學(xué)模式在本科“電氣控制與PLC”課程教學(xué)中的應(yīng)用方法，對行為導(dǎo)向在課堂教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)情境設(shè)置、項目實施、評價方式等進行闡述，并提出了在課程中進行行為導(dǎo)向教學(xué)應(yīng)用措施。

【關(guān)鍵詞】行為導(dǎo)向教學(xué) 工作過程 項目

【基金項目】廣西教學(xué)改革項目（2015JGA202）。

【中圖分類號】G64 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）27-0234-02

引言

“電氣控制與PLC”是自動化和電氣工程及其自動化等專業(yè)重要的工業(yè)自動化應(yīng)用類專業(yè)課程，其核心是 PLC，由于其可靠性強、編程容易、組態(tài)靈活、安裝方便、運行速度快而被廣泛應(yīng)用。由于PLC的各項技術(shù)的飛速發(fā)展，技術(shù)更新快，而傳統(tǒng)教學(xué)中，缺乏工程項目支撐，從而造成理論與實際相脫節(jié)，學(xué)生很難很好的掌握核心知識和方法，導(dǎo)致教學(xué)效果不能達(dá)到理想的要求。為此，本文將行為導(dǎo)向教學(xué)法融入到電氣控制與PLC課程的課堂、實驗和考核的全部教學(xué)過程中，增強了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和工程應(yīng)用能力，改善了學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

1.以工作過程為導(dǎo)向整合教學(xué)內(nèi)容

傳統(tǒng)的教育模式是以學(xué)科教材為核心，在理論上做出了大量工作，缺乏實際應(yīng)用過程，純粹是教師為教而設(shè)計的，脫離社會實際需求，所以，必須把教學(xué)內(nèi)容進行調(diào)整。行為導(dǎo)向教學(xué)模式可以使理論和實踐更加貼合，并且能使學(xué)生從工作過程中體會學(xué)習(xí)的目標(biāo)性、重要性和實用性，而工作過程導(dǎo)向教學(xué)是行為導(dǎo)向教學(xué)方法中的重要方法之一。在教學(xué)中，筆者把PLC教材內(nèi)容適當(dāng)調(diào)整重新組合，以PLC應(yīng)用工程師技能需求為中心，注重實際操作，合理安排知識傳授步驟，來適應(yīng)行為導(dǎo)向教學(xué)法的需要；在實驗教學(xué)中，以三菱PLC教學(xué)為例，明確設(shè)備的各項功能，將 PLC工程應(yīng)用中的常用功能作為教學(xué)內(nèi)容并分解到四個工程項目中，并對每個項目明確各項任務(wù)要求，突出工學(xué)結(jié)合的能力培養(yǎng)，讓學(xué)生在做中學(xué)、學(xué)中做，真正做到教、學(xué)、做相互協(xié)調(diào)。

具體做法是：把原有教材內(nèi)容按照項目工作過程的邏輯關(guān)系和所需技術(shù)組成要素，遵循由低級到高級，由簡單到復(fù)雜的認(rèn)知規(guī)律，依據(jù)“工作過程導(dǎo)向”對學(xué)習(xí)性的工作任務(wù)進行整合、類比和抽象，對原有課程內(nèi)容體系進行解構(gòu)和重構(gòu)，選擇了4個典型項目設(shè)計任務(wù)來貫穿整個課程教學(xué)環(huán)節(jié)。如1所示。

2.以工作過程為導(dǎo)向完成課程教學(xué)

通過對項目認(rèn)知、需求、方案論證、知識體系、項目設(shè)計、實驗、制作的工作過程的幾個重要環(huán)節(jié)的指導(dǎo)和引導(dǎo)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，從而自主的學(xué)習(xí)新知識和技能，進而達(dá)到解決實際問題的目的。

課堂教學(xué)模式采用“項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動”的教學(xué)模式，圍繞四個工程項目展開，常規(guī)交流異步電動機繼電控制部分我們按照電機點動控制-起保停控制-正反轉(zhuǎn)控制- Y / △起動控制來組織教學(xué)內(nèi)容并教授學(xué)生；用帶本地溫度顯示、時間倒計時、時間可調(diào)和左轉(zhuǎn)彎燈的十字路口交通燈項目來完成基本I/O、計數(shù)器、鍵盤、數(shù)碼顯示和A/D指令用法教學(xué)內(nèi)容，并教授學(xué)生用步進順控指令做第二種實現(xiàn)方案的設(shè)計；然后我們用一個三軸運動平臺既訓(xùn)練學(xué)生做生產(chǎn)線的步進順控模擬也教授學(xué)生兩維或三維伺服電機的運動控制算法的實現(xiàn)；最后我們用一個帶有兩個直流泵電機的雙容水箱來訓(xùn)練學(xué)生顯示、鍵盤、A/D、D/A模塊以及PID指令的實用和項目任務(wù)的實現(xiàn)，主機配置觸摸屏以訓(xùn)練學(xué)生人機交互組態(tài)的技能。學(xué)習(xí)情景體現(xiàn)了由簡到復(fù)雜，由單一到綜合的遞進模式，教學(xué)過程根據(jù)工程師崗位的工作過程采取“咨詢→計劃→決策→實施→檢查→評價”六步驟的教學(xué)模式。見圖 2。

教學(xué)內(nèi)容突出了工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，使學(xué)生技能的訓(xùn)練連貫和完整，符合企業(yè)對人才的需求標(biāo)準(zhǔn)。

3.以工作過程為導(dǎo)向完成PLC實驗與實際相結(jié)合

兵家有云：“練為戰(zhàn)，不為看”，學(xué)習(xí)亦如此，我們所學(xué)的知識就是要應(yīng)用與實際，實現(xiàn)它應(yīng)有的價值。因此，選擇什么樣的教育方法，才能不與實際脫節(jié)，還能很好的應(yīng)用與實際，是急需解決的問題，本文以項目為載體的教學(xué)方法，不僅可以讓學(xué)生很好地掌握知識，而且能讓他們自主的學(xué)習(xí)，同時，在整個項目中，學(xué)習(xí)更多的知識。本文以簡單的項目為例（十字路口交通燈項目）主要包括以下步驟：

（一）引入課題。要求學(xué)生以宿舍為單位去市里觀察和記錄3個及以上實際的十字路口交通燈的工作規(guī)律和特點，并設(shè)計技術(shù)全面的符合現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展趨勢的項目技術(shù)需求書，實施過程有以下幾個環(huán)節(jié)：

1）小組討論，詳細(xì)了解項目內(nèi)容以及目的；2）分配小組內(nèi)各成員的具體任務(wù)；3）討論并整合各個成員實際現(xiàn)場觀察（要求有錄像）后的項目需求并形成文字性項目任務(wù)書；4）討論實現(xiàn)項目的主要技術(shù)（多個定時計數(shù)器的使用、譯碼與顯示、鍵盤指令、A/D應(yīng)用）和方案，并根據(jù)各自情況羅列自己缺乏的知識，自主學(xué)習(xí)；5）交流獲取缺乏知識方法；6）分析獲取所缺乏的知識的途徑。

（二）項目實施。以學(xué)生為主，教師為輔；教師主要起發(fā)現(xiàn)問題、啟發(fā)學(xué)生解決問題的作用。

7）明確并熟悉實驗儀器設(shè)備；8）設(shè)計項目的電路連接圖和進行項目的軟件設(shè)計，并作相關(guān)說明；9）進行項目的試驗和驗證；10）詳細(xì)記錄實驗過程；11）小組討論，解決4-9中問題；12）教師與組內(nèi)成員分析、解決8-9項內(nèi)容問題；13）進行獨立的項目試驗、調(diào)試。

（三）任務(wù)評價。14）學(xué)生依據(jù)項目給定標(biāo)準(zhǔn)對檢測結(jié)果進行評估，并詳細(xì)填寫評估對照表；15）撰寫評估報告，對實驗結(jié)果進行分析；16）教師給予評價。

利用項目導(dǎo)向教學(xué)的方法，能夠使學(xué)生所學(xué)知識更加系統(tǒng)化，與實際相結(jié)合，更加明確所學(xué)課程的目的與意義，從而使學(xué)生充分掌握了該項技能。

4.行為導(dǎo)向教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)對比分析

行為導(dǎo)向教學(xué)方法展現(xiàn)了新的教學(xué)關(guān)系。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，以教師為核心，以老師教的過程為主，而行為導(dǎo)向教學(xué)法重點在于教師和學(xué)生協(xié)同關(guān)系，教師傳授知識與學(xué)生自主學(xué)習(xí)是相互獨立又彼此聯(lián)系的行為方式：在教學(xué)過程中特別是實驗教學(xué)中，以學(xué)生為主體，向?qū)W生提供更多的實訓(xùn)機會和挑戰(zhàn)。

5.教學(xué)考核規(guī)則

這門課程的是要求學(xué)生必須要獨立完成兩個項目，我們把四個項目中的繼電控制題目作為學(xué)生的必做題，另外一道題由教師在另外三道題中隨機為學(xué)生抽取，實驗室為學(xué)生全天候開放一段時間（我們采用15天），學(xué)生考核時可以查看實驗室電腦中預(yù)先存放的課本、設(shè)備的使用手冊，每個學(xué)生的考核時間為4個小時。每一個考核項目，按照項目的各個要求的實現(xiàn)完成情況制定詳細(xì)合理的評分標(biāo)準(zhǔn)。

6.結(jié)論

在“電氣控制與PLC”課程教學(xué)中采用行為導(dǎo)向教育方法達(dá)到了很好的教學(xué)效果。學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性也得到很大的提高，學(xué)生獨立自主的完成各項任務(wù)，提高整體的知識素養(yǎng)，從而使學(xué)到的知識更加系統(tǒng)化。因此，學(xué)生不僅能夠很好的掌握專業(yè)知識，同時，也鍛煉了各方面的能力，提高了自身的綜合素質(zhì)。

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